「불확실성의 시대 」/ 토비아스 휘터 지음 배명자 옮김 / 흐름출판

불확실성의 시대 - 찬란하고 어두웠던 물리학의 시대 1900~1945
토비아스 휘터 지음, 배명자 옮김 / 흐름출판 / 2023년 5월

 영화 <맨인블랙>에서 고양이 방울의 구슬 속에 은하계가 담겨있는 모습을 보면서 그리고 마지막 엔딩 부분에서 ZOOM OUT기법으로 다중 우주를 보여주는 장면을 보면서 내가 살고 있는 이 태양계는 아마 어느 아이가 가지고 노는 구슬 속에 있을 수도 있겠구나 하고 상상했던 적이 있다. 우리가 사는 은하가 들어있는 그 작은 구슬을 상상하면서 우리가 사는 태양계는 하나의 원자이고, 지구는 그 주위를 도는 전자중 하나이며 나는 그 전자의 아주 작은 티끌과도 같은 존재가 아닐까 상상했더랬다. 현대물리학의 황금기였던 20세기 초 천재들의 놀라운 발견과 혁명의 순간을 담았다는 이 책은 내가 상상했던 원자와 우리가 사는 이 세계에 대하여 어떻게 이야기를 풀어내고 있는지 궁금해 하며 책을 읽기 시작했다. 

 뮌헨과 버클리에서 철학과 수학을 공부하셨다는 저자님은 100년 전 새로운 세상을 발견해낸 물리학자들이 어떻게 고군분투했는지에 대한 이야기를 이 책에 담으셨다고 한다. 지금까지 믿었던 것과 전혀 다르게 모두가 그저 무대 장치에 불과하고 아무도 모르는 어떤 힘에 의해 움직여진다는 낯선 현실이 너무나 낯설어서 '현실'이라고 불러도 되는지를 놓고 다툼이 벌어졌는데 꼬리에 꼬리를 무는 양자역학의 역사가 이 책에 고스란히 담겨 있다고 한다. 믿을 수 없이 똑똑하고 지식에 목말라하는 놀라운 과학자들과 그들의 지식 협력으로 혼자 힘으로는 발견할 수 없을 만큼 아주 기이한 이론인 양자역학이 탄생되었는데 이를 위해 협력하고 경쟁하는 과정에서 그들이 썼던 편지, 메모, 연구 논문, 일기, 회고록에서 양분을 얻어 이 책이 탄생하게 되었다고 한다. 이 책은 1900~1945년 찬란하고 어두웠던 물리학의 시대에 대한 역사를 담고 있는데 1945년 이후에도 물리학자들은 계속 활동했지만 누구도 양자역학이나 상대성이론에 견줄 만한 진보를 더는 이루지 못했다고 한다. 

 이 책은 과학지식이 풍부한 이들에게도 버거운 주제라는 양자역학의 역사가 담겨 있다. 물리학에서 가장 높이 평가되는 빛에 대한 이야기가 펼쳐지는데 그 빛은 우리에게 세계의 형태를 보여줄 뿐 아니라, 은하의 소용돌이를 아름답게 장식하는 별과 사물의 숨겨진 심장도 보여준단다. 그런데 빛은 하나가 아닌 '파동'과 '입자' 두가지 방식으로 존재하는데 빛은 우리가 자연의 무수한 형태를 분류하려 시도했던 범주들을 초월하며 로마의 신 야누스처럼 연속과 분산, 다름과 같음의 모순적 성질을 드러낸다고 말씀하신다. 아인슈타인의 광양자이론, 원자의 크기를 측정하는 새로운 방법, 액체 속의 꽃가루 같은 입자들의 요란한 춤인 브라운 운동, 공간과 시간 이론의 변형을 이용한 움직이는 물체의 전기역학에 관한 이야기 등 양자역학의 고수들의 이야기를 접하며 양자물리학의 새로운 스타의 탄생을 지켜보는 기분이 들기도 했고, 물리학의 거장들의 대화에 꼴뚜기처럼 끼여든 기분이 들기도 했다. 물질이 파동과 입자 두 얼굴을 가졌다면 이 둘은 어떻게 연관이 되어 있는지 연관이 있기는 한건지 등 빛과 양자의 이론에 대한 이야기가 전개된다. 나 스스로의 이해를 돕기 위해 「양자역학 쫌 아는 십대 」를 먼저 읽고 이 책을 읽었는데 역시나 수학과 물리를 버거워하던 고등학교 시절로 돌아간 기분을 느끼게 해주며 저자님의 말씀대로 내가 이해할 수 있는 공식으로 양자역학이 표현될 날이 언젠가 오기는 할까 싶었다.

 양자역학 이론이 나의 머리로는 이해가 잘 되지 않아서 그런지 물리학의 역사와 더불어 1900~1945년의 역사속 주인공들의 비화가 더 기억에 남았다. 

 방사선의 즉흥성은 수수께끼이자 깊은 경탄의 대상이라고 말하며 물리학의 토대인 인과 원칙을 흔들며 방사능을 발견한 마리 퀴리 이야기, 마리 퀴리가 스타가 되는 1906년에는 라듐이 암을 치료하고 치아를 깨끗하게 하고 성욕을 높인다는 소문이 퍼져 상류층 파티에서는 라듐이 조명 효과를 내고, 나이트 클럽댄서들은 라듐을 몸에 바르고 무대에 오르기도 했고, 미국의 한 운동선수는 활력 유지를 위해 라듐 섞은 물을 매일 한 병씩 마시고 결국 암으로 숨졌다는 끔찍한 이야기, 1912년 4월 10일, 절대 침몰하지 않는다며 전 세계적 칭송을 받는 거대한 증기선 타이타닉이 북대서양에서 침몰하고, 과학과 기술의 무오류성에 대한 믿음도 같이 가라앉았다는 타이타닉 이야기, 1913년 군대에 가지 않기 위해 기차를 타고 뮌헨으로 도주하여 매일 한 두 장의 도시 전경 수채화를 그려 저녁에 술집에서 관광객에세 팔았다는 화가가 있었는데 그 이름이 아돌프 히틀러였다는 이야기, 전쟁 배상금에 허덕이고, 과도한 인플레이션과 공산주의에 대한 우려가 퍼지며 나치주의를 더욱 부채질하던 시절 화가 아돌프 히틀러가 권력을 잡기 위해 뮌헨에서 쿠데타를 시도했다는 이야기, 독일이 전쟁 배상금문제로 힘들던 시절, 바이마르 공화국 총리인 구스타프 수트레제만이 렌텐마르크라는 새로운 통화를 도입함으로써 물가가 잡히고, 경제가 다시 살아나고 과학도 같이 살아났다는 이야기 -「채사장의 지대넓얕 」을 보는 듯 흥미로웠다. 그리고 1918년 베를린 전염병에 대한 이야기에서는 스페인 독감이 등장하는데 전 세계적으로 많은 사람이 전쟁으로, 기아로, 독감으로 사랑하는 친구와 친척을 잃었고 그로 인해 과학과 기술에 대한 믿음이 흔들렸고, 과학자들을 굴욕을 맛보았다고 한다. 

 가족의 보살핌을 중요시 하는 기혼자였던 슈뢰딩거와 아인슈타인은 인생의 즐거움은 서로 다른 곳에서 찾는 공통점이 있다는 부분에서는 거부감이 일었다. 아내로 부터 존경과 보살핌을 받았지만 친구들의 아내들과 끊임없이 바람을 피웠다는 슈뢰딩거의 사생활 그리고 외도가 많았다는 아인슈타인의 사생활 이야기가 무엇보다 충격적이었다. 부인이 있는데 사촌 엘자 뢰벤탈과 외도를 하고, 또 엘자의 딸과도 또 뭔가를 시작했다며 이는 앞으로도 계속할 그의 여러 외도 가운데 하나뿐 말이 가히 충격적이었다. 여성의 낙태할 권리, 동성애자가 처벌받지 않을 권리, 개방적 성교육을 주장했던 아인슈타인이 왜 정작 자신의 여자들을 함부로 대했는지는 이해가 되지 않았다. 아인슈타인은 물리학을 전공한 최초의 여성 밀레바 마리치와 결혼을 했는데 그녀는 아인슈타인의 영리하고 똑똑한 대화 상대자이자 생각을 공유하는 사람이었고, 그녀의 아이디어와 아인슈타인의 아이디어는 때때로 거의 구분이 되지 않았다고 한다. 성격차이로 이혼하면서 노벨상 상금을 아내 밀레바에게 주기로 하고 얼마 지나지 않아 엘자와 재혼을 했다는데 아인슈타인의 상대성 이론이 그녀의 아내 밀레나 마리치의 업적은 아니었을까 하는 의심도 들었다.  

 무려 500페이지에 가까운 벽돌책이라 완독이 그리 녹록치 않았지만 세계를 이해하려 애쓰는 사람들의 이야기가 가득 담긴 책이라는 생각이 들며 한번쯤 이런류의 과부하 독서를 하는 것도 괜찮다 싶었다. 전쟁 광기가 지배하던 시대를 살던 물리학자들의 역사를 통해 세계의 본질에 대해 질문하는 법을 배우고 싶은 사람이라면, 양자이론이 무슨 뜻인지, 모든 계산, 스펙트럼선, 양자수를 떠나, 도대체 양자이론은 물리적 현실에 대해 무엇을 말하는지, 양자역학의 결정적 해석은 누가 할 수 있는지 이 책과 함께 1900~1945년 물리학의 시대를 살았던 그들의 이야기속으로 들어가보면 어떨까? 

완벽하게 확실한 지식은 없다. 이것이 새로운 위대한 물리학 이론의 핵심이 될 것이다. 

* 네이버 미자모 카페 서평단 이벤트 참여하며 도서를 증정 받아 리뷰하였습니다.

* 출판사로부터 도서를 증정 받아 솔직한 리뷰를 하였습니다.

#미자모#불확실성의시대#토비아스휘터#배명자#흐름출판